Pengujian Kandungan Unsur Logam Serat Ijuk dengan X-Ray Fluorescence Testing.

(1)

(2)

(3)

Banjarmasin, 7-8 Oktober 2015

NO JUDUL KODE

1 Integrasi Soft Skill dalam Matakuliah Tugas Akhir PTM 01

2 Pengaruh Penerapan Blended Learning Pada Praktikum Mekatrionika Terhadap Pencapaian Hasil

Pembelajaran Praktikan PTM 0

3 IMPLEMENTASI DAN PERANCANGAN APLIKASI BERBICARA PADA PERENCANAAN KOMPONEN

MESIN DAN PENGARUHNYA PADA PERKULIAHAN PTM 03

4 Perancangan dan Evaluasi Kinematika Pada Mainan Mekanikal Edukatif PTM 04

5 Masalah dalam Pembelajaran Gambar Teknik dan Gambar Mesin serta Usulan Solusinya PTM 05

6 PERGURUAN TINGGI TEKNIK KUNCI MENGATASI KEKURANGAN INSINYUR MENGHADAPI MEA

2015 PTM 06

7 Rancang Bangun Peralatan Praktikum Pengujian Defleksi pada Beam dan Shaft untuk Mata

Kuliah Mekanika Kekuatan Material PTM 07

BIDANG MATERIAL

NO JUDUL KODE

1 Pengujian Kinerja PCM Beeswax Sebagai Thermal Storage pada Aplikasi Pemanas Air Domestik Material 02

2 Studi Experimental Pengaruh Variasi Temperatur Pencampuran Terhadap Sifat Mekanik

Campuran Polypropylen, Polyetylen Dan Fiber Glass Menggunakan Mesin Mixer Buatan Sendiri Material 03

3 Model Matematik : Pengaruh Suhu Dan Waktu Tahan Pada Proses Annealing Terhadap Kekerasan

Baja karbon Material 04

4 MODIFIKASI GATING SYSTEM UNTUK MENGATASI CACAT SHRINKAGE PADA BAGIAN GROOVE

PADA PRODUK PUMP CASING F-60 DENGAN MATERIAL AISI 304 Material 06

5 ANALISA SIFAT MEKANIK KOMPOSIT VINYL ESTER BERPENGUAT SERAT E-GLASS TIPE MULTIAXIAL

DENGAN METODE VARTM UNTUK APLIKASI PADA LAMBUNG KAPAL CEPAT Material 08

6 Characterization of Bioceramic Powder from Clamshell (Anadara Antiquata) Prepared By

Mechanical and Heat Treatments for Medical Application Material 09

(4)

8 Aplikasi Low Pressured Sitering Untuk Pengolahan Limbah Kemasan Aluminium Foil Menjadi

Papan Material 11

9 Pengaruh Variasi Laju Solidifikasi terhadap Struktur Mikro, Sifat Mekanis dan Akustik Perunggu Material 13

10 Penggunaan ISE Dalam Penentuan Koefisien Pengerasan Regang Baja Untuk Prediksi Properties

(5)

11 The Effect of Various Post Curing Time and Polymer Composition on Tensile Strength and

Microhardness between Epoxy Resin and Hardener Material 15

12 Perbandingan Perlakuan Acrylic Acid dan Acrylic Acid Terhadap Keausan Komposit Polypropelene

Berpenguat Serat Sisal Material 16

13 Studi Eksperimen Sifat Mekanis Hibrid Komposit Epoxy dengan Penguat Serat Karbon dan Serat

Basalt pada Beban Tarik Material 17

14 PENGARUH PENAMBAHAN MODIFIER Sr TERHADAP MORFOLOGI FASA INTERMETALIK PADUAN

ALUMINIUM SILIKON EUTEKTIK ( Al-11%Si ) Material 18

15 ANALISIS KEKUATAN STRUKTUR PENYANGGA KONVEYOR YANG DIPENGARUHI OLEH KOROSI

DENGAN BANTUAN SOFTWARE SOLIDWORKS Material 19

16 Usaha Peningkatan Ketangguhan Baja Tulangan Beton Komersial dengan Proses Pemanasan

Kontinu pada Temperatur Eutectoid Material 20

17 Studi Eksperimen Pembuatan Komposit Metal Matrik Aluminium Penguat SiC Wisker dan A2O3

Partikel sebagai Material Alaternatif Material 21

18 Kekuatan Bending dan Impak Komposit Clay/Fly ash Untuk Aplikasi Fire Brick Material 23

19 Pengujian Kandungan Unsur Logam Serat Ijuk dengan X-Ray Fluorescence Testing Material 27

20 Pemetaan Potensi Limbah Aluminium untuk Bahan Baku Jendela Kapal Material 29

21 Tingkat Kekasaran Permukaan Stainless Steel 316L Akibat Tekanan Steelballpeening Material 30

22 Studi Performan Balistik pada Komposit Besi Cor Kelabu Berpenguat Kawat Baja Material 31

23 Analisis Kegagalan Clamp U pada Sepeda Motor 200 cc Material 32

24 Penyerapan Air pada Epoxy dan Polyester Tak Jenuh dan Pengaruhnya pada Kekuatan Tarik Material 34

25 PENGARUH JENIS SERAT TERHADAP KUALITAS HASIL PEMESINAN BAHAN KOMPOSIT Material 35

26 KARAKTERISTIK LAJU KEAUSAN KOMPOSIT AlSiTiB/SiC DAN AlSiMgTiB/SiC Material 36

27 Modifikasi Kekerasan Baja Tahan Karat AISI 316L Dengan Menggunakan Proses Steel Ball Peening Material 37

28 Karakteristik Kekuatan Bending dan Impact akibat Variasi Unidirectional Pre-Loading pada serat

penguat komposit Polyester Material 38

29 Analisa Kekuatan Maksimal bata plastik hasil pengepresan jeis Polyethelene Terephthalate Material 39

30 Sifat Tarik dan Lentur Komposit rHDPE/Serat Cantula dengan Variasi Panjang Serat Material 40

31 Analisis struktur mikro dan kekerasan paduan Al scrapmenggunakan metode pengecoran

evaporative Material 44

(6)

Proceeding Seminar Nasional Tahunan Teknik Mesin XIV (SNTTM XIV)

34 Analisis Struktur Mikro dan Fraktografi Hasil P dengan Variasi Masukan Panas pada Baja Karbo

ngelasan GMAW Metode Temper Bead Welding

n Sedang Material 47

35 KAJIAN Penggunaan metoda taguchi pada pros bahan

es pembentukan komposit tehadap Sifat mekanik

Material 48

36 Panel Akustik Ramah Lingkungan Berbahan Dasa r Limbah Batu Apung Dengan Pengikat Poliester Material 49 32

33

UPAYA PENINGKATAN KUALITAS SIFAT MAKANIK KOMPOSIT SERAT PURUN TIKUS (ELEOCHARIS

DULCIS) BERMATRIK POLYESTER DENGAN PERLAKUAN NaOH Material

45

Pengaruh Panjang Serat Terhadap Sifat Bending Komposit Poliester Berpenguat Serat Daun

Gewang Material

46

e

(7)

Proceeding Seminar Nasional Tahunan Teknik Mesin XIV (SNTTM XIV) Banjarmasin, 7-8 Oktober 2015

Pengujian Kandungan Unsur Logam Serat Ijuk dengan X-Ray

Fluorescence Testing

Nitya Santhiarsa*1,, Pratikto2, Sonief3, Marsyahyo4

1

Jurusan Teknik Mesin, Universitas Udayana, Bukit Jimbaran, Bali, Indonesia

2,3

Jurusan Teknik Mesin, Universitas Brawijaya, Malang, Indonesia

4

Jurusan Teknik Mesin, Institut Teknologi Nasional, Malang, Indonesia

santhiarsa@yahoo.com ngurahnitya@gmail.com

Abstrak

Kekuatan basa larutan alkali mempengaruhi proses peruraian lignin dan hemiselulosa pada serat ijuk dan secara fisik terurainya lignin dan hemiselulosa menyebabkan pengecilan diameter dan berat serat ijuk demikian juga pada kandungan unsur logam di dalamnya. Perlakuan alkali dalam penelitian ini memakai tiga larutan yaitu larutan alkali yang masing-masing berbeda kuat basanya ; NH4OH, NaOH dan KOH dengan konsentrasi sebesar 0,25 M serta alat uji yang digunakan adalah

X-Ray Fluorescence (XRF). Berdasarkan pengamatan dan analisis kualitatif pada hasil uji XRF diketahui serat ijuk mengandung 10 unsur logam, yaitu silikon (Si), fosfor (P), kalium (K), kalsium (Ca), kromium (Cr), mangan (Mn), besi (Fe), iterbium (Yb), nikel (Ni), dan tembaga (Cu), sedangkan analisis kuantitatif diketahui bahwa unsur logam lima terbanyak berturut turut adalah silikon, kalsium, fosfor, kalium dan besi masing-masing 43,2%, 34,5 % , 8,4%, 7,1 % dan 3 %. Hasil perlakuan dengan ketiga larutan alkali, secara kualitatif tidak terjadi perubahan kandungan unsur unsur logam yang signifikan, jadi perlakuan larutan alkali baik dengan larutan NH4OH,

NaOH maupun KOH tidak mempengaruhi komposisi kandungan unsur logam pada serat ijuk, namun secara kuantitatif, terlihat perubahan jumlah atau konsentrasi kandungan unsur logam baik akibat pengaruh daya reaksi atau kekuatan basa dari masing-masing larutan alkali dimana larutan KOH memiliki daya reaksi atau kekuatan basa lebih tinggi dibandingkan larutan NaOH dan NH4OH, dimana makin tinggi kuat basa larutan makin kuat daya reaksinya, sehingga kandungan

unsur logam terkecil ada pada serat dengan perlakuan KOH.

Kata kunci : perlakuan alkali, serat ijuk, uji XRF

(8)

Material 27

Pendahuluan

Perlakuan permukaan pada serat alam dengan menggunakan larutan alkali dimaksudkan

untuk membersihkan permukaan serat

sekaligus untuk mengurangi sifat hidrofilik permukaan serat, semua ini membantu meningkatkan kompatibilitas antara serat alam sebagai pengisi (filler) dengan matrik dari bahan polimer. Serat alam yang digunakan dalam penelitian ini adalah serat ijuk(Arenga pinnata), Serat ijuk tergolong serat alam yang berasal tumbuhan atau pohon aren yaitu dari pangkal pelepah daun yang dapat dipanen setelah pohon tersebut berumur 5 tahun . Serat ijuk memiliki komposisi kandungan kimia sebagai berikut, selulosa, hemiselulosa, lignin, air dan abu , berturut- turut sebesar 50, 337 %, 5,2 %, 41,88 %, dan 0.5447% serta 2,585 %.[ 1]. Larutan alkali dapat melarutkan bagian permukaan serat yang sebagian besar terdiri dari lignin dan hemiselulosa, mekanisme delignifikasi pada permukaan serat secara kimiawi dijelaskan sebagai berikut, pertama, adanya reaksi antara atom H yang terikat pada gugus -OH fenolik pada serat dengan ion hidroksil (OH) yang berasal dari larutan alkali. Karena atom O memiliki keelektronegatifan besar maka akan menarik elektron pada atom H membuatnya bermuatan positif dan mudah lepas bereaksi membentuk H2O dengan ion hidroksil dari

alkali, sedangkan ion positif dari alkali terikat dengan atom O pada serat. Kedua, terjadi reaksi pemutusan ikatan aril-eter dan karbon- karbon yang menghasilkan bagian-bagian serat yang larut dalam larutan alkali seperti lignin dan hemiselullosa.[ 2] Serat ijuk, sebagai bagian dari tanaman, juga mengandung unsur-unsur logam, yang dapat memberikan manfaat tertentu, seperti yang ditunjukkan dalam penelitian Christiani, [3],

dimana ditunjukkan bahwa serat ijuk

mengandung unsur-unsur logam yang dapat digunakan sebagai perisai radiasi netron dan daya perisai komposit polyester-serat ijuk tergantung pada fraksi berat dari serat ijuk. Unsur-unsur logam itu antara lain khlor, mangan, kromium, besi, kalium dan seng. Unsur-unsur logam ini ada tersebar baik pada bagian selulosa, hemiselulosa maupun lignin. Perlakuan alkali dengan NaOH (sodium hidroksida) sudah banyak dilakukan, selain

relatif lebih ekonomis juga hasil yang diperoleh cukup baik, meski demikian perlu dilakukan penelitian tentang perlakuan dengan alkali lain seperti NH4OH (amonium

hidroksida) dan KOH (potasium hidroksida) untuk mengetahui perbandingan hasilnya secara kualitatif maupun kuantitatif pada kandungan unsur logam. Seperti diketahui NH4OH adalah basa lemah sedangkan NaOH

maupun KOH adalah basa kuat dimana KOH lebih bersifat basa kuat dibandingkan dengan NaOH [4], senyawa-senyawa alkali ini dapat melarutkan lignin dan hemiselulosa termasuk

juga kandungan unsur-unsur logam di

dalamnya.

Metode Penelitian

Adapun bahan-bahan yang digunakan dalam penelitian ini , serat ijuk berukuran panjang

(continous), diperoleh dari Gianyar, Bali,

dipotong rapi ukuran panjang 250 mm, dan berdiameter rata-rata 0,4 mm. Bahan perlakuan serat yaitu larutan alkali : NaOH

(Natrium Hidroksida), KOH (Kalium

Hidroksida) dan NH4OH (Amonium

Hidroksida), masing-masing akan dibuat larutan dengan konsentrasi 0,25 M. Pada awalnya, serat ijuk dicuci dengan air bersih untuk menghilangkan debu dan kotoran.serta diikeringkan dalam oven. Serat ijuk lalu

dan KOH masing-masing dengan konsentrasi 0,25 M selama 1 jam. Setelah selesai, serat dibilas kembali kemudian dikeringkan.

(9)

Alat uji kandungan unsur logam serat adalah

X-Ray Fluorescence (XRF) Minipal 4

PANalytical

Gambar 2 Peralatan Uji X Ray Fluorescense Minipal 4 PANalytical Prosedur Pengujian XRF, pertama, preparasi alat XRF, yaitu hidupkan XRF ,putar kunci HT On (X-Ray On) , hidupkan komputer dan buka program Minipal dan tunggu sekitar 10- 15 menit atau sampai alat benar-benar siap untuk digunakan. Langkah kedua, preparasi sampel, untuk sampel powder dan padatan, siapkan holder yang sudah dipasangi dengan plastik khusus untuk XRF dan masukkan sampel yang akan di uji ke dalam holder, selanjutnya ketiga, pengukuran, masukkan sampel ke dalam alat XRF, pada program Minipal buka menu Measure, Measure Standardless, Isi nama sampel yang akan diukur pada Sampel Ident dan Measure (sesuai dengan urutan sampel). Tunggu beberapa menit sampai proses pengukuran selesai. Untuk melihat hasil buka menu Result, Open Result,<Standardless> kemudian cetak hasil yang diinginkan

Hasil dan Pembahasan

Berdasarkan pengamatan dan analisis kualitatif pada pengujian XRF menunjukkan serat ijuk mengandung 10 unsur logam, yaitu jumlahnya relatif sedikit sehingga tidak terdeteksi uji XRF.

Tabel 1. Kandungan Unsur Logam dalam Serat Ijuk

Keterangan : √ = ada, - = tidak terdeteksi, XRF= X Ray Fluorescence,

(10)

Proceeding Seminar Nasional Tahunan Teknik Mesin XIV (SNTTM XIV) kualitatif tidak terjadi perubahan kandungan unsur unsur logam yang signifikan, jadi perlakuan larutan alkali baik dengan larutan

NH4OH, NaOH maupun KOH tidak

mempengaruhi komposisi kandungan unsur logam pada serat ijuk, jika tidak terdeteksi

kemungkinan karena jumlah atau

konsentrasinya sedikit dibandingkan unsur logam yang lain. Namun, secara kuantitatif terlihat perubahan jumlah atau konsentrasi besar kandungan unsur logam baik akibat pengaruh daya reaksi atau kekuatan basa dari masing-masing larutan alkali dimana larutan KOH memiliki daya reaksi atau kekuatan basa lebih tinggi dibandingkan larutan NaOH dan NH4OH (pKb NH4OH > pKb NaOH> pKb KOH), dimana makin tinggi kuat basa larutan makin kuat daya reaksinya. Seperti diketahui, parameter seperti kekuatan basa larutan mempengaruhi proses peruraian lignin dan hemiselulosa pada serat demikian juga pada kandungan unsur logam di dalamnya dan secara fisik terurainya lignin dan

hemiselulosa menyebabkan pengecilan diameter serat sekaligus juga berat serat. Pada tabel di atas, jika dibandingkan hasil uji antara perlakuan NH4OH, NaOH dan KOH

pada konsentrasi dan waktu rendaman yang sama secara umum terlihat terjadi penurunan prosentase dari konsentrasi kandungan unsur logam lebih besar pada larutan KOH, hal ini menunjukkan lebih banyak unsur logam yang ikut terurai akibat larutan KOH, hal ini disebabkan karena daya reaksi KOH lebih kuat dibandingkan NH4OH dan NaOH,

kekuatan basa KOH lebih besar dibandingkan NH4OH dan NaOH. Nilai log

konstanta disosiasi basa (pKb) KOH 0,5, pKb NaOH 1 dan pKb NH4OH 4,75, dimana

makin kecil nilai pKb makin besar kekuatan basa larutan tersebut. Sehingga makin kuat daya reaksi basa dari suatu larutan maka makin banyak lignin dan hemiselulosa pada serat yang terurai dimana kandungan unsur logam di dalamnya juga ikut terurai.

(11)

Material 27

kalium, tembaga dan kromium memiliki mobilitas elektron lebih besar dibandingkan unsur logam lima lainnya karena memiliki konfigurasi atau struktur elektron yang tidak stabil atau mudah bereaksi. bahwa unsur logam lima terbanyak berturut turut adalah silikon, kalsium, fosfor, kalium dan besi masing-masing 43,2%, 34,5 % , 8,4%, 7,1 % dan 3 %. Hasil perlakuan dengan ketiga larutan alkali, secara kualitatif tidak terjadi perubahan kandungan unsur unsur logam yang signifikan, jadi perlakuan larutan alkali baik dengan larutan NH4OH, NaOH

maupun KOH tidak mempengaruhi komposisi kandungan unsur logam pada serat ijuk, namun secara kuantitatif, terlihat perubahan jumlah atau konsentrasi kandungan unsur logam baik akibat pengaruh daya reaksi atau kekuatan basa dari masing-masing larutan alkali dimana larutan KOH memiliki daya reaksi atau kekuatan basa lebih tinggi dibandingkan larutan NaOH dan NH4OH,

dimana makin tinggi kuat basa larutan makin kuat daya reaksinya, sehingga kandungan unsur logam terkecil ada pada serat dengan Lab. Bersama MIPA Universitas Udayana, Lab. Sentra MIPA Universitas Malang atas bantuan pengujian serta semua pihak yang terkait yang membantu selama penelitian ini.

Referensi

[1] Santhiarsa, Nitya IGN Pratikto, Sonief,A. Marsyahyo,E. ,Qualitative and Quantitative Metal Content Analysis on Sugar Palm Fiber (Arenga Pinnata Fiber) using AAS test. The 4th Yearly Mechanical Engineering and Thermo Fluid National Seminar. Proceeding,

1 (.1) (2012), Gajah Mada University; 1738. [2] Adriani, D. M , Sitorus,B. Destiarti, L. , Sintesis Material Konduktif Komposit Polianilin-selulosa dari Tanah Gambut., JKK,

ISSN 2303-1077 2 (3) (2013) : 127-132,

www.jurnal.untan.ac.id/index.php/jkkmipa/art

icle/download/3972/397

[3]Christiani, Evi, , Karakterisasi Ijuk pada Papan Komposit Ijuk Serat Pendek sebagai Perisai Radiasi Neutron, Tesis, Program Studi Magister Ilmu Fisika, PPS Universitas Sumatera Utara, Medan(2008)

[4]Dhyah Annur, Hermawan Judawisastra, A.H. Darwan Abdullah,

,Optimasi Waktu Alkalisasi Terhadap

Peningkatan Sifat Tarik Komposit Poliester Berpenguat Tekstil Serat Kenaf , Jurnal ProQuest Science Journals, Textile Research